Exzenterschneckenpumpe

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Exzenterschneckenpumpe, bestehend aus einem Pumpenteil mit einem rohrförmigen Pumpengehäuse, mit einer Statorauskleidung mit einem entsprechend einer zwei- oder mehrgängigen Schnecke geformten Pumpenhohlraum, mit einem Beschickungsgehäuse und mit einem Antrieb und mit einem schneckenförmigen Rotor, der mittels einer biegsamen Welle mit einer Antriebswelle verbunden ist und die biegsame Welle an ihren beiden Enden über starre Kupplungselemente mit dem Rotor und der Antriebswelle verbunden ist.

[0002] Ein derartiger Pumpenaufbau ist bekannt aus der EP 0 657 649 B1. Die dort eingesetzte biegsame Welle besitzt einen großen radialen Abstand zum Einlassgehäuse. Die biegsame Welle ist hier durch eine Schraubenverbindung mit der Antriebswelle und über eine Kupplung, die das Drehmoment über einen Stift überträgt, mit dem Rotorkopf verbunden. Der Stift wird von einer auf den Rotorkopf aufschiebbaren Muffe abgedeckt. Das dem Einlassgehäuse zugeführte Produkt gelangt allein vom eingeleiteten Druck und der Saugleistung der Pumpe in den Rotor-/Statorbereich.

[0003] Aus der DE 15 53 201 A1 geht eine Exzenterschneckenpumpe hervor, bei der eine starre Verbindungswelle zwischen einem schneckenförmigen Rotor und einer Antriebswelle angeordnet ist. Auf dem antriebsseitigen Ende der Verbindungswelle sitzt eine Antriebshülse, die eine fliegend gelagerte Förderschnecke hält und rotieren lässt. Die Förderschnecke erhält eine gewisse Laufruhe und Eigenstabilität dadurch, dass sie sich ständig an der Innenwand am Einlassgehäuse abstützt.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Exzenterschneckenpumpe mit einer biegsamen Welle bezüglich des Produkteinzugs zu verbessern.

[0005] Erfindungsgemäss wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte erfinderische Weiterbildungen sind den Merkmalen der jeweiligen Unteransprüche zu entnehmen.

[0006] Die Erfindung geht von der Kenntnis aus, dass es bei steigender Viskosität des zu fördernden Produkts notwendig wird, im Beschickungsgehäuse der Pumpe eine zusätzliche Förderwirkung zu schaffen. Bisher ist im Zusammenhang mit dem Einsatz von biegsamen Wellen keine Zwangsförderung durch eine zusätzliche Förderschnecke bekannt. Die Erfindung nimmt sich jedoch auch dem Problem der unnötigen Gewichtsbelastung bei einer entsprechender Stabilität der Förderschnecke an. So hat man überraschenderweise erkannt, dass die Förderschnecke je nach Baugrösse mit sehr dünnem und schmalen Material geformt sein kann, wenn das Material unter einer gewissen Vorspannung steht. Diese Vorspannung drückt sich im Spannweg der Förderschnecke aus, der dem 0,05- bis 0,5fachem des Rotordurchmessers entspricht. Die Vorspannung wird auf die Förderschnecke aufgebracht, in dem man die Schnecke um einen Wert entsprechend dem vorgenannten Toleranzbereich positiv verformt. Diese Verformung geschieht durch eine mechanische Streckung der Förderschnecke. Dazu wird die Förderschnecke an einer ihrer Seiten fest an einer Seite der biegsamen Welle bzw. dem an dieser Seite befindlichen Kupplungselement angebracht und nach erfolgter Spreizung an der Gegenseite der biegsamen Welle befestigt.

[0007] Entsprechend einer weiteren erfindungsgemässen Ausführung der Erfindung kann der Förderschnecke auch eine negative Vorspannung auferlegt werden, indem die Förderschnecke eine Stauchung erfährt. Der Wert, um den die Förderschnecke gestaucht wird, liegt im gleichen Toleranzbereich wie bei der positiven Vorspannung. Aufgrund der Vorspannung der Förderschnecke bleibt der Schneckenkörper während der Drehbewegung formstabil, während der Biegestab entsprechend der vom Rotor erzeugten Exzentrizität verformt bzw. verwunden wird. Die Gewichtsersparnis, die sich aus der Materialeinsparung für die Förderschnecke ergibt, macht sich positiv auf die Verschleissreduzierung aller rotierender Teile und der damit in Verbindung stehenden Teile bemerkbar.

[0008] Aus einer weiteren erfindungsgemässen Weiterbildung der Erfindung geht die Verbindung der Förderschnecke mit der biegsamen Welle und/oder der Antriebswelle hervor. So kann die Förderschnecke, die beispielweise an beiden Seiten mit einem angeschweissten Ring versehen ist, entweder mittels Stellschrauben kraft- oder formschlüssige Verbindungen eingehen.

[0009] Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt ist.
Es zeigt:

Fig. 1:
einen Längsschnitt einer Exzenterschneckenpumpe.

[0010] Die in Fig. 1 dargestellte Pumpe besteht aus einem Pumpenteil 10, einem Beschickungsgehäuse 12 und einem Gehäuse 14, in oder an dem eine Dichtung 16 und eine Lagerung 18 an- oder untergebracht sind. Ein Stator 20 setzt sich aus einem rohrförmigen Pumpengehäuse 22 und einer Statorauskleidung 24 zusammen. Der Stator wird zwischen zwei Flanschen 26, 26' durch Schrauben 28, 28' verspannt. Die Statorauskleidung 24 verfügt über einen zweigängigen schneckenförmigen Pumpenhohlraum 30.

[0011] Am druckseitigen Ende des Stators 20 ist ein Flansch 26 mit einem Anschlußstutzen 32 versehen. Am saugseitigen Ende des Rotors 34, der mit seinem Rotorkopf 36 bis in ein Beschickungsgehäuse 12 hineinragt, stellt ein Kupplungselement 38 die starre Verbindung zur biegsamen Welle 40 sicher. Koaxial zum Biegestab 40 erstreckt sich über dessen gesamte Länge eine Förderschnecke 42, die sowohl zur biegsamen Welle 40 wie auch zur Innenseite des Fördergehäuses einen radialen Abstand aufweist. Mit den beiden an jedem Ende der Förderschnecke 42 festgeschweissten scheibenförmigen Ringelementen 44, 44' geht die Schnecke über die Kupplungselemente 38, 48 eine drehfeste Verbindung mit der biegsamen Welle 40 ein, wozu die Ringelemente 44, 44' mit Schrauben 46, 46' versehen sind. Diese Schrauben 46, 46' bilden eine kraft- oder auch formschlüssige Verbindung mit den Kupplungselementen 38, 48.

[0012] Das Kupplungselement 48 ist rohrförmig ausgebildet und nimmt in seinem Hohlraum ein Spannelement 50 auf, durch welches das Kupplungselement 48 mit der biegsamen Welle drehfest verbunden ist. Produkt gelangt in das Beschickungsgehäuse 12 über einen Fülltrichter 52. Das Material der Förderschnecke ist im Ausführungsbeispiel aus Flachmaterial ausgebildet, wobei hierzu bei Bedarf auch Rundmaterial verwendet werden kann. Ebenso können für unterschiedliche Anwendungen unterschiedliche Materialien, wie unterschiedliche Stähle zum Einsatz kommen. Die positive Vorspannung drückt sich im Spannweg der Förderschnecke aus, der dem 0,05 bis 0,5fachen des Rotordurchmessers entspricht, bei Rotoren mit einem Durchmesser von 15 - 180 mm.

Ansprüche

1. Exzenterschneckenpumpe bestehend aus

- einem Pumpenteil (10)

- mit einem rohrförmigen Pumpengehäuse (22) mit einer Statorauskleidung (24) mit einem entsprechend einer zwei- oder mehrgängigen Schnecke geformten Pumpenhohlraum (30)

- mit einem Beschickungsgehäuse (12)

- mit einem Antrieb

- mit einem schneckenförmigen Rotor (34), der mittels einer biegsamen Welle (40) mit einer Antriebswelle (54) verbunden ist

- die biegsame Welle (40) an ihren beiden Enden über starre Kupplungselemente (38, 48) mit dem Rotor (34) und der Antriebswelle (54) verbunden ist.

dadurch gekennzeichnet,
dass die biegsame Welle (40) von einer koaxial angeordneten Förderschnecke (42) umgeben ist, die unter einer positiven Vorspannung in Form einer Streckung oder unter einer negativen Vorspannung in Form einer Stauchung steht.

2. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Spannweg der Förderschnecke (42) das 0,05 bis 0,5fache des Rotordurchmessers beträgt.

3. Exzenterschneckenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Förderschnecke (42) mindestens an einem Ende ein Ringelement (44,44') aufweist.

4. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die biegsame Welle (40) mindestens an einem Ende ein steifes Kupplungselement (38, 48) aufweist, auf dem das Ringelement (44, 44') befestigt ist.

5. Exzenterschneckenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Förderschnecke (42) formschlüssig mit dem Rotor (34) und/oder der Antriebswelle (54) verbunden ist.

6. Exzenterschneckenpumpe nach Anspruch 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Förderschnecke (42) kraft- oder reibschlüssig mit dem Rotor (34) und/oder der Antriebswelle (54) verbunden ist.

7. Exzenterschneckenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Förderschnecke (42) aus einem Flachmaterial ist.

Claims

1. A progressive cavity pump comprising

- a pump part (10)

- comprising a tubular pump housing (22) with a stator lining (24) comprising a pump cavity (30) formed in accordance with a two-start or multi-start screw,

- comprising a feeding cavity (12)

- comprising a drive

- comprising a screw-shaped rotor (34) which is connected to a drive shaft (54) by means of a flexible shaft (40)

- the flexible shaft (40) is connected at both its ends to the rotor (34) and the drive shaft (54) by means of rigid coupling elements (38, 48),

characterised in
that the flexible shaft (4) is surrounded by a coaxially arranged conveying screw (42) which under a positive pre-stressing is in the form of an extension or under a negative pre-stress is in the form of a compression.

2. The progressive cavity pump according to claim 1,
characterised in
that the clamping distance of the conveyer screw (42) is 0.05 to 0.5 times the rotor diameter.

3. The progressive cavity pump according to any one of the preceding claims,
characterised in
that the conveyor screw (42) has at least one ring element (44, 44') at one end.

4. The progressive cavity pump according to claim 5,
characterised in
that the flexible shaft (40) has a rigid coupling element (38, 48) at least at one end on which the ring element (44, 44') is fixed.

5. The progressive cavity pump according to any one of the preceding claims,
characterised in
that the conveyor screw (42) is connected positively to the rotor (34) and/or the drive shaft (54).

6. The progressive cavity pump according to claims 1 to 6,
characterised in
that the conveyor screw (42) is connected non-positively or frictionally to the rotor (34) and/or the drive shaft (54).

7. The progressive cavity pump according to any one of the preceding claims,
characterised in
that the conveyor screw (42) is made of flat material.

Revendications

1. Pompe à vis sans fin excentrique comprenant

- une partie de pompe (10)

- avec un carter de pompe (22) de forme tubulaire avec un habillage de stator (24) avec une cavité de pompe (30) formée en fonction d'une vis sans fin à un ou deux pas

- avec un boîtier d'alimentation (12)

- avec un entraînement

- avec un rotor (34) en forme de vis sans fin, qui est relié au moyen d'un arbre (40) souple à un arbre d'entraînement (54)

- l'arbre (40) souple étant relié par ses deux extrémités au moyen d'éléments de couplage (38, 48) rigides au rotor (34) et à l'arbre d'entraînement (54),

caractérisée en ce que
l'arbre (40) souple est entouré par une vis sans fin (42) disposée sur le même axe, qui est soumise à une pré-tension positive sous la forme d'un étirement ou sous la forme d'une pré-tension négative sous la forme d'un refoulement.

2. Pompe à vis sans fin excentrique selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
la course de serrage de la vis sans fin (42) représente 0,05 à 0,5 fois le diamètre du rotor.

3. Pompe à vis sans fin excentrique selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
la vis sans fin (42) présente un élément annulaire (44, 44') au moins sur une extrémité.

4. Pompe à vis sans fin excentrique selon la revendication 5,
caractérisée en ce que
l'arbre (40) souple présente au moins sur une extrémité un élément de couplage (38, 48) rigide sur lequel est fixé l'élément annulaire (44, 44').

5. Pompe à vis sans fin excentrique selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
la vis sans fin (42) est reliée par complémentarité de forme au rotor (34) et/ou à l'arbre d'entraînement (54).

6. Pompe à vis sans fin excentrique selon les revendications 1 à 6,
caractérisée en ce que
la vis sans fin (42) est reliée par adhérence de force ou par adhérence de frottement au rotor (34) et/ou à l'arbre d'entraînement (54).

7. Pompe à vis sans fin excentrique selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
la vis sans fin (42) est à base d'un matériau plat.

Zeichnung